processadores

Processadores
PROCESSADORES
Elemento Fisico cuja principal tarefa é
executar Instruções, pode ser
considerado o cérebro do computador.
Também conhecido como :
C.P.U.  Central Processing Unit
U.C.P.  Unidade Central de Processamento
Seu principal Papel
Pegar os dados, processar estes
conforme programação prévia e
devolver o resultado.
É o processador que comanda todas as
tarefas produzidas pelo micro, bem
como efetua todos os cálculos
aritiméticos e lógicos de maneira a
obter-se o resultado almejado.
Organização de um computador
CPU
ULA
Decodificador
de Instrução
Unidade de
controle - UC
Memória
Registradores
Principal
Unidade
de disco
Placa de
Rede
Descritivo das 04 partes
ULA  unidade lógica aritimética,
responsável pelo processamento
matemático e lógico dos dados.
REGISTRADORES  são memórias
internas cujo objetivo é armazenar as
instruções enviadas pela unidade de
controle e os resultados parcias do
processamento feito na ULA.
Descritivo das 04 partes
Unidade de Controle  responsável
pelo gerenciamento da ordem em que as
instruções são executadas e pela ordem
em que os dados são enviados para a ULA.
Decodificador de Instrução
(interpretador)  verifica qual o tipo de
instrução que vai ser executada
Elementos Internos Avançados
Co processador aritimético  é um
pequeno processador
interno que
possue a função de executar cálculos
matemáticos complexos.
Memória Cache interna L1  é uma
pequena memória que opera na mesma
frequência de operação do processador,
incrementando a perfomance do
processador.
Elementos Internos Avançados
Memória Cache externa L2  O objetivo é
obter do processador uma memória
intermediária maior que L1, operando na
mesma frequência do processador.
Nos processadores atuais tanto L1 quanto L2
são internas.
Frequência de operação
Também conhecido como clock interno,
a
frequência
de
operação
do
processador é a frequência do
sincronismo, da ordem de MHZ, gerada
pelo circuito de clock interno.
Este circuito será vital para sincronizar a
comunicação de L1, L2, registradores,
ULA e demais elementos internos.
Barramento de dados e endereço
Assim como o barramento do PC, o
processador também possui um barramento
interno de dados e endereços.
ENCAPSULAMENTOS
Os processadores são envolvidos por um
envólucro, que tem por finalidade proteger
seus circuitos internos de impurezas,
irradiações e interferência e que também
permitem manuseá-los com segurança.
Ex. de Encapsulamentos
Encapsulamentos
Intel
PGA – Pin Grid Array
Pentium
SPGA – Plastic Pin Grid
Array
Pentium
PPGA – Plastic Pin Grid
Array
Pentium / Pentium MMX /
Celeron
SECC – Single Edge
Contact Cartridge
Pentium II
SECC 2 – Single Edge
Contact Cartridge 2
Pentium III
FC-PGA – Flip Chip Pin
Grid Array
CM – Card Module
Cyrix
Athlon T
Duron
CPGA – Ceramic Pin Grid
Array
SEPP – Single Edge
Processor Package
AMD
K5 / K6 / K6 II / K6 III
6X86
6X86
Celeron
Celeron / Pentium III
Athlon
Modos de Operação
Para que os processadores mantivessem a
compatibilidade de operação entre eles foram
desenvolvidos 2 modos de operação :
Modo Real – O processador se porta
exatamente como um 8086, possuindo
exatamente o mesmo conjunto de instruções
e acessando apenas 1 MB de memória.
(nenhum recurso extra é conseguido).
Modos de Operação
Modo Protegido – Onde o processador
pode atingir o máximo de seu desempenho
com um conj. de instruções mais complexo e
uso de recursos extras como :
Memória virtual
Proteção de Memória
Multitarefa
Evolução
80286 – Possuia um gde. erro técnico: Possuia
instrução para passar do modo real para o
protegido, porém não tinha nenhuma instrução
que fizesse o caminho oposto. (era um XT mais
rápido)
Evolução
80386 – Grande marco na evolução dos
microprocessadores : Serve de base para todos
os demais projetos de processadores da Intel e
concorrentes.
Swap file de até 64 Terabytes
Proteção de Memória mais eficiente
Multitarefa
Modo virtual 8086 (v86) – várias sessões v86
podiam ser abertas dentro do modo protegido,
emulando 8086 com 1 MB de memória.
Manipula dados de 32 bits.
Consegue acessar até 4 GB de mamória RAM
em modo protegido
80386
Evolução
80486 – “Embutiram” o co-processador
matemático / melhoria no Pipeline.
Evolução
Pentium – Interpreta previsão de desvio (A > B “vá
para ...”)
Arquitetura Superescalar (utiliza canalização U
e V )– funciona internamente como se fosse 2 486 em
paralelo, o que significa 2 instruções por pulso de
clock.
Instrução CPUID – Informa quem é o
processador.
Inicio da Técnologia MMX – Multimedia
Xtension – Conj. de instruções simples que utilizam o
conceito SIMD (single instruction, multiple data) que
permite que varios dados de poucos bits sejam
manipulados simultaneamente. As aplicações mais
beneficiadas são as multimidia por utilizarem
normalmente dados pequenos.
Pentium
Evolução
Celeron – Disponível em 3 versões :
Celeron - Não possui cache L2
Celeron A – Possui cache L2 embutida
Celeron SSE – Possui cache L2 e utiliza
conjunto de instruções SIMD
Pentium Pro – Arquitetura híbrida CISC/RISC, o
núcleo do pentium pro é RISC, com decodificadores
CISC à sua entrada para compatibilidade com todos
programas existentes.
Arq. Superescalar em tripla canalização
executa 3 instruções simultaneamente
–
Pentium Pro
Pentium II
Pentium III
Evolução
Pentium IV HT – Tecnologia Hyper
Threading
Pentium IV HT Extreme Edition
Itanium 2
Intel XEON
Pentium M
Cisc X Risc
• Risc – Reduced Instruction Set
Computing
• Cisc – Complex Instruction Set
Computing
FIM